сопротивления лампы, то теперь оно будет
меньше сопротивления медного проводника! Ток в цепи тоже вырастет заметно, а вместе с ним вырастет и напряжение на контактах второй лампы.
Наконец, при подключении к точке 3 цепь почти замкнется накоротко, ток станет очень большим, но почти весь пойдет через медный провод. Ток, текущий через обе лампы, будет маленьким – и можно довольно уверенно утверждать, что маленьким будет напряжение, измеряемое вольтметром.
Итог таков: напряжение 1,6 В соответствует цепи без медного провода; 1,8 В – подключению к точке 1; 3,0 В – подключению к точке 2; наконец, 0,3 В – подключению к точке 3.
Попробуйте подкрепить эти рассуждения расчетами, считая, что источник питания выдает напряжение 4,5 В, сопротивление каждой из лампочек 7 Ом, проводник от источника питания до точки 1 и проводник от точки 3 до источника питания оба имеют сопротивление 3 Ом, сопротивление медного провода равно 0,5 Ом, а вольтметр идеальный. Получились ли у вас такие результаты, как у Винкеля и Нуллибера?
И еще один вопрос: сможете ли вы описать, как должны были вести себя лампочки при каждом варианте подключения медного провода?
178. Суперсекретные образцы
Глядя на график, мы видим, что при одном и том же напряжении через образцы тек разный ток: самый большой ток протекал через образец 1, самый маленький – через образец 3.
Закон Ома говорит, что ток и напряжение на участке цепи связаны друг с другом величиной сопротивления: I = U/R. Из этого соотношения видно, что при одном и том же напряжении меньшему току соответствует большее сопротивление. Значит, у образца 3 самое большое сопротивление, а у образца 1 – самое маленькое.
Осталось связать величину сопротивления с материалом образцов. Сопротивление проводника R зависит от его длины L (сопротивление растет с увеличением длины), площади поперечного сечения S (сопротивление снижается с ростом площади поперечного сечения) и удельного сопротивления ρ, которое определяется тем, из какого материала изготовлен проводник. Все эти величины связаны между собой формулой R = ρ L/S. По условию задачи форма и размеры образцов одинаковы, а значит, одинаковы L и S. Значит, большее сопротивление имеет тот образец, материал которого характеризуется более высоким удельным сопротивлением. Осталось найти в таблице величины удельных сопротивлений для олова, меди и алюминия и убедиться, что образец 2 – это алюминий.
179. Напряжение без вольтметра
Закон Ома связывает напряжение на участке цепи с током и сопротивлением. Когда известны любые две из этих трех величин, он позволяет вычислить третью. Если в лаборатории не сломан амперметр, то напряжение можно найти, измерив ток, текущий через известное сопротивление. Батарейка – источник питания, который в достаточно широком диапазоне нагрузки выдает одно и то же напряжение, так что задача выглядит вполне корректной. Для большей аккуратности измерение лучше выполнить несколько раз с разными сопротивлениями.